Частотно-импульсное устройство для извлечения квадратного корня

Частотно-импульсное устройство для извлечения квадратного корня

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

О П И С А Н И Е 111) 6052)2

ИЗОБРЕТЕН Ия

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) 3 аявлено 04.10.76 (21) 2409444, 18-24 с присоединением заявки М—! (51) М. Кл.- G 06k 7138

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 681.327(088.8) (43) Опубликовано 30.04.78. Бюллетень М 16 (45) Дата опубликования описания 21.04.i 8 (72) Автор изобретения

Ю. В. Каллиников

Научно-исследовательский и проектный институт по комплексной автоматизации нефтяной и химической промышленности (71) Заявитель (54) ЧАСТОТНО-ИМПУЛЬСНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ

ИЗВЛЕЧЕНИЯ КВАДРАТНОГО КОРНЯ

Государственный комитет (23) Приоритет

Изобретение относится к вычислительной технике и может найти применение в информацHoHHQ-измерительных и управляющих системах для извлечения квадратного корня из входных сигналов, представленных частотой следования импульсов.

Известны устройства для извлечения квадратного корня из параллельного кода или число-импульсного кода, использующие свойства числовых рядов и содержащие два счетчика, схему, переноса кода и триггер (1).

Однако эти усгройства имеют ограниченное быстродействие и точность при использовании входной частотно-импульсной информации.

1-1аиболее близким техническим .решением к изобретению является частотно-импульсное устройство для извлечения квадратного корня, содержащее триггер, выход которого подключен к счетному входу первого счетчика, выходом подсоединенного к первым входам элементов И первой группы, к входу установки в «1» триггера, к счетному входу второго счетчика, разрядные выходы которого через элементы И первой группы подключены к разрядным входам первого счетчика (21.

Такое устройство нормально функциониру.ет только для обработки число-импульсного входного сигнала. Применение этого устройства для извлечения корня из сигналов в виде частоты следования импульсов дает значиrc;IbHo худшие результаты по точности и быстродс1с-вию, 1ак как по l«÷åH 1е на выходе рез«льтага с высокои точностью гребует 11ро: О,.денпя ьа вход достаточно Оольшого числа

1 мп«льсов. громе 1ого, пз-за нсравномерносп следования выходных имп«льсов мгновенная частота выходного сигнала имеет большие

1р.i«1. г« aцип Относи гельно среднеи частоты за

011ределснны11 временноп интервал. 11оэтому

10 нсцслесоооразно использование H3BccTHoi О

«с-ропства в дпнам1гческих частотно-импульсных системы.; с оысгрым изменением величины сигнала li для нпзкочасто1ных входных сш 1а70B.

15 iJ,ель пзоорстснп11 — повышение оыстродействпя ll точности «сгроиства. .) 10 достпl ает ся I см, что «стрОЙство содержпт генератор эта;шннои частоты, делитель lас1 о 1ы, QJiolc «правления, «п1завляемый делп20 тель частоты, cocTosIIII, из регистра памяти, разрядныс выходы когорого через элементыll второй группы подкл-очсны к разрядным Входа, трстьегo счетчика, и Iperbio групп« элемс ° ioB ll. Выход генератора эталоннои частоподключен к счс1ном«входу триггера п

Bхoд«делителя час;о1ы, выход делителя часIo 1 bi — к счетному входу третьего счетчика, выход которого является вы. одом устройства и подключен к первому входу блока «лравлеппя, вторым входом соединенного с источнп605212

КОТ> >IBCTO! (10-1 .МП1 ЛЬСНОЙ ПОС (СДОБ2ТСЛI>НОС .

Г1С.;)Вый Выход блока уп,;)2:)лсп(:»:(одкл!о 1(!i к Вто;)ым Вхо;(ам элсмснтоз И i)TO,)OIJ г:)уп)!ы, В ropoII ВЫХОД к Пр 213;!5(lоп!С3() ВХО;lу !ЗСГ!1стра памяти, третий зыхоa к устано«очпоМ), 3ХОДС 13 !ОРОГО СЧСТ 1ИК2, IС1«СПTЫII !3«!." ). l блока упразле!I! я подсосдп:I(п и В>о.)ы)I зхоД(lм элсхlсtIITo« И Остье(! Гp) 1!Пы, пять!й !! !

ПС(ТОЙ «ЫХОДЫ К CTBIIOi30 IПЫМ )3ХОД2 Ч iiCP

Бого c»ñòa«êà п тр)(17 зра соо(ьстстзспно.

Иа чсртсжс }(рсдста«7cIIB с(рук)урпая схема устройства.

Устройство содержит генератор 1 BT;i;!01!1 ой частоты, триггер 2, счетчики 3 п 4, элс3(сп !ы И

5 Il 6 первой l! зторой группы cooT!3c!ñòâc) о, блок 7 упразлснп»,:Jcs;7;)ai)ляемый дс iii tcль 8 частоты и уира«лясмый делитель 9 и сто!ы, состоящии пз регистра i0 памяти и с !ст.:пка

11, и элементы И 12 третьей группы. Выходы блока 7 упразлсния подключены следу(оп(им

Ооразом: Выход 13 к упр2В.I».0 ци и Входам элсментоз И 6 второй группы, зыход .l4- к входу обнуления регистра 10, выход .(5 - к управляющим Входам элементов И 12 (р! Tbc!I группы, Выходы 16 — 18 — — к установочны:il Входам coîòâñòcòâñííî счетчиков 4, 3 и три!Гера 2. Выход генератора 1 по (ключен к счетному Входу триггера 2 и чсрез неуправляемый делитель 8 — к счет.!Ому входу счетчика 11.

Выход триг! Сра 2 подсоединен к счетному

Входу счетчика 3, Выход счетчика 3 — к Входу устанозки единицы триггера 2, к упразля(ощим Входам элементов И 5 перзои:руины и

c)icrIio)(y ВХОДм счетчика 4 Бы ходы )т) 2зр»ДОБ которого через элементы И 5 парной группы подключены к Б: одам разрядов счетчика 3, 2 через элсмснть, ll 12 третьей группы--к Входам разрядов регистра 10. Выходы разрядов регистра 10 через элементы И 0 Второй !)р ппы подключенbi к Входам разр»доJ3 счетчика

11. Входы блока 7 упразления соедипепы с

Бы одом счетчика i l и с источником частorно-импульсной последозатсльности.

1)аботас7 устроистзо следующих ооразом, ) !ослсдозатсльностью работы блокоз „стронстза упразляст блок 7, на Вход которого пос Гупаст Входная послсдо«атсльность импульсов с частотой следования /.,-. 11ри пода !с каждого импульса частоты / блок 7 упразлсния последовательно обнуляет регистр )О памяти сигналом на Выходе 14, затем пс:)сппсыВВсТ lioi3oc значение кода пз счетчика 4 В pc11icTp 10 через элементы И 12 Третьей группы, Открытые сиГналом lia ВыхОДс 15, посл(! -Iщ О сигналами на Выходах 16 — 18 3станазлизас;ся Б счетчик 4 пуль, Б счетчик 3--код 2" 1 и сдп;!пца Б трщ}гер 2. Далее начинается 1(овый

ГБК P2ООТЫ УС! PОЙСТВ2 ДО ПРПХОДБ.С.ЛЕДУ(0щс: о импульса входной частоты /, С Выхода гснсратopa 1 на счетный Вход трп!}Гера 2 поступают импульсы зысокой эталонной частоты jp. ila Выходе трщ}гера 2 ооразуется последозатсльность импульсоз с часTo!Îè —, посlуп210!цс151 iia счстнып 13ХОД с !еlfo ) .1; ка 3. ак как В счетчике 3 записано число !, Ги и();3bli1 ()!Сгпый импульс персполпяcT . i ; : П05(В.-.51cTc51 !12 зы Одс. 3 От имп1 ibc, ос-.у;!ая па с !стный «ход с)стчика 4, увели . П!3,," I IIC..10 3 >03! i! (l СД!! Il!!JL), ПСРЕПИСЫВ2СТ

;.р(з . 103:сп)ь: i;) псргой группы обратный код,з счс,: l!32 4;3 c !Стчпк 3 и,ста:(азлива I c,7I!!1!!ц 13 р(.г! с )(. 2, Счетчик 3;)BOQTBOT

>о

>,)сжliTJС дслс:Ii:ÿ чаcгогы -па )! . ло В счс;»

>1;! кс 4.

i;1 C TOT;! / i I;!

)ь(х(..-,с счетчика 3 равна

f>, 2>>>>(! (}

ГДС (! (() 1 СКСI (СС:>. !I! IСП !1(КО„ JB Б CHÑÒ IJiкс 4.

io;I Б c)1(."r÷,tac 4 0,"(р,дел»ется выражением г ), Ъ) (i) j, а/ (! Б .Vt (I1 где °;;= -- — — период 3хо.(ной частоты.

) ) ! Сн)25! это 3 ) азпс:(ис 0T110cHT(!bi!0 Л (1), пглходпм значсппс кода Б cañò !Нке 1 после окоп !2!1!I» l;ср!.Ода для (=Т-,-.

:g/ 7

)< !) .»

Г. с. Пропорциональная корню квадра;-ному пз !

)ход!!Ой il:cTorr>I.

В«(5)ра!3 К =-)> /,) можно lioл>, ч(ить коэффици(пропорцпопальпостп Л =1, Уменьшением и) ! . (. . )1 Polio() IIJIoIi (! ibIIoc кОРНIО к«2ДР (! тп О!>(х

i: 3;iсриода )хо,.ной частоты.

С)!От код после окопчa:(пя,каждого периода зходпоп ча-п).ы псреппсызается через элем.н Ii 12 третьей гру!шы з регистр 10 памяти

) ) J;}iB«,l5Ic)lo! o,((. . lитс (Я 9 IacToTbi. С Выхода г.!!сратора 1 эталонна» частота /Б проходит

7;;кж(на Вход нс II))2!3.7»åìoão делителя 8 с

ii(.:c )51H;!«!3! коэффн((пепт03! Qc:IcHH5J К. С «bi,l): î 12 дслп.тс.l» 8 )tacTOTB ) p — — "- поступает Iia

К .I!ãI! l!,!ьный вхс!д уп!3являемогÎ д ;II;Tcëÿ 9, ГД(. 01! B ДС 1:i С;l 1 1 а 1! С!) ЕМС1!НЫЙ ОЭффнЦИС}! i, 51, хра}г»щ((!05.: Б p(I iñòðñ 10 памяти. Каж-!

) . !ым па(и,11>с03! Н2 зьходе с !ст "(и!<2 1 ????1?????? ???????? 7 t;,)a!3, ??!!??!?? !3 ca????!lii(11 ??????????????????????t???? ???? ??????:(?????? . 10 ????)????(???? ?????? ?? !. ?????????? ??( ????(??)?????????? ?????? !?????? ??????:?????? c???????????? 11 ncpclii)??1:! i??i ???? l:1051?? ll??!ii)!??c?? ???? ?????? 13??>ОДС ИМ и lьс по«10;)» 1 IрОЦ(сс дс, Iс!1!t51. 11ри созпадс:1! i::I:Hпу.!Ьса - Выхода счетчика ll и пмпульС2 БХОДПОИ !BC О!Ы />; . 30 ИЗОСЯ;2НПC 3 БППСИ:3 счетчик 11 ложного нулсзого кода сигнал н2

«ы оде 13 задсрж»;32CTc)I до 3 сra:!0«ëc!(ия но«ого кода з регHcTp(. 10.

1!Ii «I>lxo;Ic с:(с ;ч.(ка !1 образуется «ыходпа» :;iсl ота уcTpo«cTI!B

605212 коэффициента К можно увеличить выходную частоту, а вместе с ней и точность устройства.

Таким образом, предлагаемое устройство дает возможность с быстродействием в один период входной частоты получать на выходе частоту, пропорциональную корню квадратному из входной. Использование управляемого делителя частоты обеспечивает равномерную выходную последовательность импульсов без флуктуаций мгновенного значения частоты.

Применение генератора высокой эталонной частоты и .новый режим управления,работой счетчиков от блока управления, позволяет с высокой точностью получать значение корня квадратного из периода входной частоты, что повышает точность определения выходной частоты.

Благодаря высокому быстродействию устройства существенно расширяется динамический диапазон работы в области быстроизменяющихся входных сигналов, а также появляется возможность оперировать низкочастотной в одной информацией, Формула изобретения

Частотно-импульсное устройство для извлечения квадратного корня, содержащее триггер, выход которого подключен к счетному входу первого счетчика, выход которого подключен к первым входам элементов И первой группы, к входу установки в «1» триггера, к счетному входу второго счетчика, разрядные выходы которого через элементы И первой группы подключены к разрядным входам первого счетчика, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия и точности устройства, оно содержит генератор эталонной частоты, делитель частоты, блок управления, управляемый делитель частоты, состоящий из регистра памяти, разрядные выходы которого через элементы И второй группы подключены к разрядным входам третьего счетчика, и третью группу элементов И, причем вы од генератора эталонной частоты подключен к счетному входу триггера и входу делителя частоты, выход которого подключен к счетному входу третьего счетчика, выход которого

15 является выходом устройства и подключен к перво;;i входу блока управления, второй вход которого подключен к источнику частотно-импульсной последовательности, первый выход блока управления подключен к вторым вхо20 дам элементов И второй группы, второй выход — к управляющему,входу, регистра памяти, третий выход — к установочному входу вTорого счетчш.а, четвертый выход блока управления подключен к вторым входам эле25 ментов И третьей группы, пятый и шестой выходы — к установочным входам первого счетчика и триггера соответственно.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

30 1. Авторское свидетельство СССР №394779, кл. G C!6F 7/38, 1970.

2. Мельников А. А. и др. Обработка частотных и временных импульсных сигналов. М., «Энергия», 1976, с. 76 — 95.

605212

à — 1

СосT>>BHTcëü P. Яворовскан

Те: рсд А. Ка>вышникова

Корректоры: Л. Орлова и И. Позняковсеая

Рсд»ктор И. Грузова

Подписное

Тн>>огp >ôH>>, н;). Сап1 IloB3, 2

Заказ 519)19 к!зд. М 395 Тираж 841

НПО Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раугнская наб., д. 4/5